UNIVERSIDADE DA CORUA

Prcticas de GEOLOGA Mapas Geolgicos y Problemas

Jordi Delgado Martn Francisco Padilla Bentez

Vctor Barrientos

Octubre 2010

E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos Universidade da Corua

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ndice ndice............................................................................................................................ 1 0. Generalidades.......................................................................................................... 3

0.1. Metodologa de Trabajo............................................................................. 3 0.2. Qu hacer con los Mapas sin Curvas de Nivel? ................................... 4 0.3. Cmo se Indican los Contactos Geolgicos?....................................... 5 0.4. Sobre los Cortes Geolgicos.................................................................... 7

1. Mapas Geolgicos y Topografa ........................................................................... 8 1.1. Qu es un Mapa Geolgico? .................................................................. 8 1.2. Cmo se Hace un Mapa Geolgico?...................................................... 10 1.3. Qu es un Corte Geolgico? .................................................................. 12 1.4 Cmo se Construye un Corte Geolgico? ............................................. 13 1.5. Orientacin de Planos y Lneas en Geologa .......................................... 16

1.5.1. Definiciones Bsicas ................................................................... 16 1.5.2. Notacin de Planos en Geologa................................................. 21 1.5.3. Notacin de Lneas en Geologa ................................................. 23

1.6. Elaboracin del Corte Geolgico ............................................................. 25 1.7. Tipos de Estructura en Mapas Geolgicos ............................................. 27 1.8. La Regla de la V ....................................................................................... 27

2. Patrones Simples de Afloramiento: Prediccin.................................................... 30 2.1. Anlisis de Discordancias ........................................................................ 32 2.2. Elaboracin de una Historia Geolgica ................................................... 32

3. Mapas Geolgicos con Pliegues............................................................................ 36 3.1. Elementos Geomtricos que Describen un Pliegue y

otras Definiciones ...................................................................................... 36 3.2. Superficies Plegadas y Topografa .......................................................... 39 3.3. Reconocimiento de Pliegues en Mapas Geolgicos .............................. 41 3.4. Consejos Prcticos para Analizar Mapas con Pliegues ......................... 41

4. Mapas Geolgicos con Fallas ................................................................................ 43 4.1. Elementos Geomtricos en Fallas............................................................ 44 4.2 Simbologa en Mapas Geolgicos para las Fallas. .................................. 47 4.3. Reconocimiento de Fallas en Mapas Geolgicos................................... 48

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4.4. Planos de Falla y Topografa .................................................................... 49 4.5. Anlisis de Mapas con Fallas Inclinadas................................................. 50

5. Anlisis Geomtrico de Problemas Geolgicos................................................... 53 5.1. Introduccin ............................................................................................. 53 5.2. Direccin y Buzamiento de Capas ........................................................... 53

5.2.1. Problema de los Tres Puntos ...................................................... 53 5.2.2. Buzamiento Aparente .................................................................. 54 5.2.3. Buzamiento Real .......................................................................... 56

5.3. Espesores y Profundidades de Capas..................................................... 57 5.3.1. Espesores ..................................................................................... 57 5.3.2. Profundidades .............................................................................. 60

5.4. Interseccin de Planos.............................................................................. 63 5.4.1. Lneas de Interseccin................................................................. 63 5.4.2. Cabeceo de Lneas....................................................................... 64

5.5. Problemas de Fallas .................................................................................. 66 5.5.1. Problema de la Capa Desplazada ............................................... 66 5.5.2. Salto y Tipo de Falla..................................................................... 67

Bibliografa............................................................................................................... 70 Apndice 1. Tabla de Tiempos Geolgicos............................................................... 71 Apndice 2. Tramas frecuentemente empleadas en Mapas Geolgicos................ 75 Apndice 3. Coleccin de Problemas Geolgicos .................................................. 76 Apndice 4. Coleccin de Problemas de Suelos...................................................... 114 Apndice 5. Coleccin de Problemas de Ingeniera Geolgica .............................. 120

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0. Generalidades Recomendamos encarecidamente leer el guin de las prcticas que sigue

antes de empezar a trabajar en las mismas. Como prembulo a cada una de las sesiones prcticas, el profesor a cargo de la misma realizar una breve explicacin relativa a su desarrollo. Es importante que tengis en cuenta que es posible que en dicha charla se expliquen menos conceptos de los recogidos en los guiones o bien podrn incorporarse algunos otros nuevos. Por ello, recomendamos seguir con atencin las explicaciones y tomar las notas necesarias.

Las prcticas se consideran como tiempo de trabajo desarrollado por cada alumno en la asignatura de Ingeniera y Morfologa del Terreno bajo la tutela de un profesor. En ese sentido, el profesor responder cuantos aspectos relacionados con la prctica sean necesarios. Como quiera que el tiempo es limitado, aconsejamos a todos los alumnos que realicen por completo el conjunto de mapas y problemas propuestos, as como los que constituyen el cuadernillo de mapas adjunto al presente guin. Recordad asimismo que los profesores de la asignatura tienen a vuestra disposicin unos horarios de tutora que podis aprovechar para resolver cualquier duda que pueda surgir (tanto en la parte terica como en la prctica de la asignatura).

A continuacin sigue una serie de recomendaciones generales a tener en cuenta, de forma general: La escala de cada uno de los mapas de prctica de la asignatura es de

1:10.000, salvo que se indique otra. La equidistancia entre curvas de nivel se expresa en metros sobre el

nivel del mar (m s.n.m.) salvo que, explcitamente, se indique otra cosa. Si no hay indicacin expresa de la disposicin de los puntos cardinales en

un mapa, aplicaris un criterio general en cartografa de acuerdo al cual la direccin que marca el norte geogrfico, N, suele ser paralela al margen izquierdo del marco que alberga el mapa. De forma complementaria, las indicaciones toponmicas suelen estar orientadas de tal manera que, en una lectura normal (orientacin E-W), el N se encuentra localizado en la parte inmediatamente superior.

0.1. Metodologa de Trabajo El trabajo especfico a desarrollar sobre cada uno de los mapas de prctica

ser descrito en cada una de las sesiones. No obstante, esperamos que en cada uno de los mapas sigis las pautas que os indicamos a continuacin: En primer lugar, estudiar detalladamente el mapa geolgico objeto del

problema. Buscar las direcciones de capa y analizar su espaciado, paralelismo, divergencia/convergencia entre las mismas, etc. Es importante que, antes de proceder a las siguientes etapas de resolucin del mapa, entendis perfectamente el significado geomtrico de dichas relaciones.

En segundo lugar, completar el mapa geolgico con la simbologa geolgica ms adecuada a cada problema. En ese sentido, en la Figura 1 se recoge una serie de smbolos elementales, adecuados para describir la orientacin de distintos tipos de planos y lneas (rumbo, direccin de

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buzamiento, inmersin, cabeceo, etc.). Por otro lado, tambin es preciso que conozcis la simbologa correspondiente a los diversos tipos de contactos litolgicos (relaciones de concordancia, discordancia o intrusin) o tectnico (fallas y sus tipos, movimiento relativo de bloques alrededor de fallas, plegamiento, etc.).

En tercer lugar, realizar cortes geolgicos representativos de la zona cartografiada. Es posible que, en algunas ocasiones, los cortes geolgicos a realizar estn indicados sobre el propio mapa. No obstante, en la mayora de los casos, ser necesario que seleccionis las direcciones de corte ms convenientes de acuerdo al siguiente criterio: el mejor corte es aqul que nos muestra la mxima informacin geolgica de la zona cartografiada. Por ello, si fuera preciso, deberis realizar ms de un corte geolgico en cada mapa (por ejemplo, un corte principal seguido de uno o varios cortes auxiliares). Como norma general, los cortes geolgicos perpendiculares a las estructuras geolgicas son los ms informativos. Lgicamente, ello no es contradictorio con lo anteriormente indicado. Debis recordar tambin que las secciones geolgicas (o cortes) deben ser orientadas, tanto en los extremos de la propia seccin como en el mapa a partir del cual se realizan.

En cuarto y ltimo lugar, elaborar la historia geolgica de la zona cartografiada. Ella deber ser sinttica y enunciada de forma ordenada. En la misma deber quedar recogido todo aquello que pueda ser deducido de manera objetiva a partir de la observacin y anlisis de la totalidad del mapa geolgico suministrado. Es fundamental que tengis en cuenta que en la interpretacin geolgica debis poner en juego todos vuestros conocimientos geolgicos, no slo relaciones geomtricas. La historia geolgica abarca todo el mapa y no slo los cortes geolgicos. Para enunciar la sntesis geolgica, la forma ms correcta es a travs de tems (puntos), es decir, mediante frases escuetas que describan adecuadamente cada uno de los eventos geolgicos acaecidos, desde el ms antiguo hasta el ms moderno (o viceversa). Evitad la especulacin en la interpretacin y aplicad el criterio conocido como de la cuchilla de Ockham, es decir, la explicacin ms simple que satisfaga todas las observaciones es la mejor explicacin. Es conveniente que la historia geolgica sea acompaada de una pequea columna estratigrfica en la que quede reflejada la disposicin de los materiales, tal y como la observaramos si, hipotticamente, efecturamos un sondeo que cortara la serie completa o bien sta quedase en un perfil vertical erosionado.

0.2. Qu hacer con los Mapas sin Curvas de Nivel?

Los mapas sin curvas de nivel poseen una informacin topogrfica limitada. Ello implica que no se puede alcanzar el mismo grado de precisin geomtrica al realizar cortes geolgicos o al resolver problemas geomtricos: En los dos casos las cotas topogrficas del terreno constituyen parmetros crticos. Su principal utilidad radica en familiarizarse en relacin con los diferentes patrones de afloramiento geolgico, as como con el desarrollo de criterios de decisin (dataciones relativas) y de interpretacin geolgica. No obstante, la ausencia total

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de curvas de nivel no implica, necesariamente, una total incertidumbre respecto del conocimiento de las formas del terreno.

Estratificacin horizontal

Estratificacin vertical

Estratificacin Estratificacin con buzamiento

Estratificacin con direccin

Lineacin vertical

Lineacin Horizontal Estratificacin con cabeceo

Lineacin con inmersin

Diaclasado EsquistosidadEstratificacin invertida

Figura 1. Simbologa comnmente empleada en cartografa geolgica para representar distintos

tipos de planos y lneas

La presencia de una red de drenaje constituye, a menudo, una valiosa informacin susceptible de ser analizada, al igual que lo pueden ser indicaciones relativas a elevaciones topogrficas (cerros, montaas, etc.), etc. Con esos mnimos de informacin debemos ser capaces de perfilar la topografa del entorno sobre el que efectuaremos la seccin geolgica.

Otro aspecto que debe quedar claro en ste tipo de mapas es que, si no disponemos de curvas de nivel, no podemos obtener direcciones de capa. As, la informacin simblica referida a direcciones de capa y buzamientos de estratos que suele acompaar a los mapas geolgicos deber ser trasladada a los cortes de forma aproximada, aunque veraz. Nunca extrapolis las direcciones de capa a partir de los smbolos geolgicos que aparezcan en los mapas. Recordad que estos mapas no son adecuados para hacer una interpretacin geomtrica precisa.

Para finalizar, vale la pena recordar que existen criterios simples (el de la V es un ejemplo de ello; ser explicado ms adelante) que pueden ser aplicables a ste tipo de mapa y nos ayudarn a identificar hacia donde buzan las capas, en ausencia de otras indicaciones.

0.3. Cmo se Indican los Contactos Geolgicos? Muchas de las formaciones geolgicas representadas en los mapas son de

naturaleza sedimentaria. En algunos casos se trata de mapas litoestratigrficos (diferenciacin de unidades geolgicas de acuerdo a las diferentes litologas) mientras que otros son mapas cronoestratigrficos (agrupacin de unidades geolgicas de acuerdo a su edad, sin tener en cuanta los tipos de roca). En formaciones sedimentarias y metamrficas derivadas de rocas sedimentarias, el rasgo ms caracterstico de los contactos entre formaciones geolgicas son las lneas que separan estratos. En un corte geolgico la separacin entre unidades

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geolgicas (ya sean por edad o por litologa) deberis realizarla con un trazo grueso. Adems, mejoraris la visualizacin del corte si acompais a las divisiones principales de una serie de lneas paralelas a aquellas ejecutadas con un trazo ms fino.

Figura 2. Bloque diagrama donde se resumen los principales tipos de contacto geolgico. Fuente:

Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

Los estratos (ya sean de rocas metamrficas o sedimentarias) deben representarse, en general, mediante lneas paralelas con potencia (espesor) constante. No obstante, si del mapa se deducen criterios que indiquen que tal circunstancia no se cumple o bien que (de acuerdo a vuestro conocimiento geolgico esa situacin no se da) ser admisible que los representis de otra manera. Ejemplos de ausencia de paralelismo pueden encontrarse en zonas donde se aprecien cambios laterales de facies (es decir, zonas de transicin en medios de sedimentacin). Para representar adecuadamente esos contactos, habis de recordar que podis visualizar una formacin sedimentaria como un diagrama tiempo (eje vertical) vs. distancia (eje horizontal) y que en los sistemas naturales, la ubicacin de una zona de transicin es funcin del tiempo. Ello implica que esos contactos debern dibujarse como acuamientos o digitaciones, segn sea el caso.

Las formaciones de origen volcnico se representarn, en general, como estratos. Sin embargo, debis recordar que muchas formaciones volcnicas (coladas de lava, depsitos piroclsticos, etc.) son discordantes sobre las formaciones infrayacentes (las que se encuentran por debajo). Por ello, a veces entre el techo y la base de la formacin volcnica puede que no exista paralelismo (con el consecuente efecto sobre las direcciones de capa) y as debe constar en el correspondiente corte geolgico.

Los dques de rocas intrusivas (lamprfidos, prfidos, aplitas, etc.) se indicarn en los cortes, en general, mediante contactos secantes respecto de las formaciones geolgicas que los encajan y sus hastiales (paredes) sern sub-paralelas. Recordad que se trata de estructuras desarrolladas a favor de fracturas. No obstante, tambin existen diversos tipos de formaciones

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subvolcnicas, las cuales, aun sin haber extrudo (salir a la superficie), pueden haber desarrollado morfologas estratiformes, quizs alimentadas por una chimenea en forma de dique. Tal es el caso de algunos mapas en los que aparecen, por ejemplo, doleritas.

Los macizos gneos (batolitos, etc.) presentan planos de contacto extremadamente irregulares lo que hace imposible identificar su traza en profundidad, a travs de la mera observacin de su relacin con la topografa superficial. En esos casos ser de utilidad la informacin procedente de sondeos si es que se dispone de ella. Por las razones expuestas, los contactos de macizos gneos se dibujarn de manera irregular, siempre y cuando respetis el sentido comn, en trminos geolgicos.

Figura 3. Principales tipos de discordancia entre formaciones geolgicas. a) Discordancia angular;

b) disconformidad; c) paraconformidad o hiato sedimentario; d) discordancia heteroltitca o no-concordancia. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical

Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

Una ltima advertencia: Recordad que los contactos entre las formaciones geolgicas que se observan en superficie (es decir, sobre el mapa) no indican necesariamente la posicin de los contactos entre formaciones geolgicas en el subsuelo. Ello es as, en particular, en el caso de aquellas basculadas que han sido recubiertas (discordantemente) por otros materiales ms modernos.

Figura 4. Smbolos frecuentemente empleados para indicar distintos tipos de contacto en mapas

geolgicos

0.4. Sobre los Cortes Geolgicos Como ya hemos indicado con anterioridad, los cortes geolgicos

constituyen un lenguaje que debe ser empleado con propiedad y claridad. Cada uno de los trazos debe ser interpretado de manera unvoca (los cortes geolgicos SON, en parte, interpretativos) motivo por el cual, no debe haber incertidumbres en los mismos. De igual forma, han de ser internamente coherentes, es decir, no deben manifestar incongruencias dentro del mismo corte ni con el resto de cortes que pertenezcan al mismo mapa.

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1. Mapas Geolgicos y Topografa El principal objetivo de las prcticas que vamos a realizar es el de mostrar una metodologa de trabajo para el estudio e interpretacin de mapas geolgicos simples. Por ello, ste guin de prcticas no puede reemplazar el trabajo personal necesario para comprender todos y cada uno de los detalles implcitos en la interpretacin de la cartografa geolgica. Los mapas geolgicos no son otra cosa que modelos a escala reducida de la realidad. Por ello, como en cualquier modelo, en su elaboracin han de realizarse una serie de concesiones (simplificaciones) que posibilitan un adecuado compromiso entre la legibilidad y la representatividad de las caractersticas geolgicas destacables en la regin estudiada. Uno de los mayores problemas que se plantea a las personas no habituadas a trabajar con mapas geolgicos es el hecho de que se trata de representaciones bidimensionales de una geometra que, en realidad, es tridimensional. La elaboracin de los mapas geolgicos pasa por una serie de operaciones que incluyen la proyeccin de los aspectos tridimensionales a fin de conseguir una representacin plana, la cual encontramos impresa sobre el papel. Ello requiere que cada uno de vosotros debe desarrollar una estrategia particular para visualizar las relaciones geomtricas que existen entre los diferentes planos (y lneas) geolgicos as como entre ellos y la topografa. Para ayudar a desarrollar esta estrategia de visualizacin, os daremos una serie de pautas de actuacin. No obstante, cada uno de vosotros habr de buscar la frmula que mejor se adapte a su circunstancia particular a fin de alcanzar el mejor conocimiento posible de la realidad geolgica representada en los planos sobre los que trabajaremos. Por ltimo, debis recordar que los mapas geolgicos se construyen empleando un lenguaje grfico y unas reglas. En el lenguaje oral y en el escrito empleamos combinaciones de letras (alfabeto), palabras (vocabulario), smbolos de puntuacin (ortografa) y una serie de reglas de combinacin (gramtica). Igual sucede con el lenguaje matemtico o con cualquier lenguaje de programacin de bajo nivel (fortran, c, pascal, etc.). En el caso de los mapas geolgicos, el alfabeto est constituido por una serie de smbolos convencionales a los cuales os debis acostumbrar. El vocabulario est constituido por los distintos elementos geolgicos (estratos, formaciones, cabalgamientos, fallas, pliegues, etc.). Por ltimo, el equivalente a las reglas gramaticales se encuentra en las distintas restricciones impuestas por las relaciones geomtricas, su relacin con la topografa, as como por el sentido comn geolgico. Una vez se conoce el alfabeto, un mnimo vocabulario, y se respetan las reglas geomtrico-geolgicas es posible leer los mapas geolgicos. De su adecuada lectura es posible extraer la historia geolgica de, al menos, una parte de la Tierra.

1.1. Qu es un Mapa Geolgico? Un mapa geolgico es la representacin, sobre un mapa topogrfico, de los diferentes tipos de unidades geolgicas que afloran en la superficie terrestre as como de sus respectivos contactos. Para distinguir las rocas se emplean diferentes tonalidades de colores. En un mapa geolgico se reflejan tambin las

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estructuras tectnicas (pliegues, fallas, etc.), los yacimientos de fsiles, aspectos hidrogeolgicos (fuentes, red de drenaje, etc.), recursos minerales, etc. Las unidades geolgicas que aparecen en un mapa pueden haber sido agrupadas de acuerdo con variados criterios: edad comn, mismo tipo de roca, mismo contenido de fsiles, igual permeabilidad, etc. Cada uno de estos mapas recibe un nombre especial.

Figura 5. Arriba a la izquierda, ejemplo de mapa cronoestratigrfico y definicin de unidades geocronolgicas (unidades A (1a 3), B (4) y C (5). Arriba a la derecha, ejemplo de mapa

litoestratigrfico y distincin de litologas, facies, etc. Abajo, ejemplo de mapa tectono-estructural. Fuente: Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

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Figura 6. Tipos de cartografa geolgica convencional. Fuente: Martnez lvarez, J.A. (1989)

Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

1.2. Cmo se Hace un Mapa Geolgico? La elaboracin de mapas geolgicos es un trabajo muy especializado que requiere detallados reconocimientos del terreno. Los mapas geolgicos, de acuerdo con la finalidad de la investigacin, pueden ser elaborados con muy diferentes criterios (Figuras 5 y 6): Mejorar el conocimiento geolgico general de una regin (mapa geolgico s.l.), distinguir tipos litolgicos (mapas litoestratigrficos), agrupar formaciones geolgicas por edades (mapas cronoestratigrficos), poner en evidencia zonas con un elevado riesgo geolgico (mapas de riesgo), racionalizar el uso y explotacin de los suelos (mapas de ordenacin del territorio), etc. La metodologa aplicada en la construccin de cada uno de ellos puede ser diferente si bien los aspectos de campo y de gabinete son comunes a todos ellos. En los trabajos de campo, el gelogo realiza una serie de itinerarios buscando afloramientos, es decir, zonas expuestas en la superficie de la Tierra que permiten observar las caractersticas geolgicas del subsuelo. Una vez encontrado un afloramiento, ste se sita sobre un mapa topogrfico o bien sobre una foto area (Figura 7). Con la ayuda de las herramientas tpicas del trabajo de campo (martillo, lupa, brjula), intenta identificar las rocas presentes en el afloramiento as como todas aquellas caractersticas tiles (fsiles, orientacin de planos y lineaciones en las rocas, etc.) en la posterior identificacin. Debis saber que el trabajo de campo puede ser extremadamente duro por lo que, a menudo, se trabaja previendo que no se volver ms al afloramiento estudiado. As, cualquier observacin ha de ser minuciosamente documentada en una libreta de campo, esquematizada mediante grficos adecuados, fotografiada si se considera necesario y muestreada si ello es indispensable.

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Al final de los trabajos de campo, el mapa resultante no es otra cosa que una serie de manchas de color y smbolos dispersos sobre el mapa topogrfico o en la foto area. Si la cartografa ha sido efectuada con rigor, se trata de un mapa objetivo de extraordinario valor, puesto que debiera ser independiente de la persona que lo haya realizado: Se reflejan tan slo aquellas caractersticas verificables en cualquier momento por cualquier otro observador.

Figura 7. Esquema de realizacin de la cartografa geolgica convencional. Fuente: Martnez

lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

El trabajo realizado en el campo y resumido como mapa objetivo debe ser complementado en el gabinete mediante la interpolacin entre afloramientos separados. Cualquier tcnica de interpolacin introduce incertidumbre dado que se interpola para obtener informacin donde esta no ha sido tomada (por estar cubierto o inaccesible el terreno, por ejemplo). A diferencia de las interpolaciones matemticas, la interpolacin realizada en el gabinete por el gelogo se basa en la utilizacin de informacin obtenida mediante tcnicas geofsicas directas (sondeos), indirectas (ssmica, magnetometra, gravimetra, etc.), en su propia experiencia, as como en el conocimiento geolgico que posee de la regin estudiada. El resultado final es un modelo geolgico (un mapa) validado con la ayuda de los datos geofsicos y de campo. Los mapas finales poseen, por tanto, una cierta componente interpretativa. Qu grado de verosimilitud puede tener una interpretacin geolgica? Es difcil responder a esa cuestin de forma simple. No obstante, podemos hacer una analoga matemtica. Supongamos que hemos medido experimentalmente un par de puntos en la evolucin temporal de una determinada variable fsica (p. ej., la temperatura en la superficie del cap de un coche en el aparcamiento de la Escuela). En un momento dado se nos puede requerir de expresar la evolucin temporal de la temperatura mediante una funcin matemtica (es decir, enunciar una ley) a fin de interpolar (o extrapolar) el valor de la temperatura en cualquier

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momento. Si tan solo contamos con los dos puntos experimentales medidos, Qu funcin empleamos? Obviamente, a travs de dos puntos son susceptibles de pasar un gran nmero de funciones (una lineal, logartmica, parablica, etc.). Sin embargo, tan solo alguna de ellas tendr un significado fsico razonable. Si consideramos que el comportamiento real del sistema debe ser tal que debiramos observar un comportamiento oscilatorio de la temperatura, reflejo de los ciclos trmicos diurnos y nocturnos naturales. Por ello, una eleccin razonable a efectos de enunciar la ley sera una funcin tipo seno. En la interpretacin geolgica sucede algo parecido. Si una regin determinada est caracterizada por la presencia de pliegues, en la interpretacin geolgica que hagamos de otra adyacente, habremos de considerar los pliegues en la interpretacin. Ello no implica, en absoluto, que esta sea la mejor y nica solucin posible. Ah es donde adquiere valor la experiencia del profesional.

Figura 8. Mapa geolgico simplificado y corte geolgico realizado en el extremo inferior del

mismo. Fuente: U.S. Geological Survey, modificado

1.3. Qu es un Corte Geolgico? Es la interpretacin grfica, en un plano vertical, de la estructura geolgica del subsuelo. Para construirlo hace falta situar sobre un perfil topogrfico, los datos geolgicos que se observan sobre el mapa a lo largo de la seccin considerada: los tipos de roca, el buzamiento (direccin y ngulo de inclinacin), la potencia (es decir, el espesor de las capas), los tipos de contacto, las estructuras tectnicas, as como toda aquella informacin que se disponga referente al subsuelo (pozos petrolferos, perfiles ssmicos, etc.). Hay que recordar que un corte geolgico se representa sobre un mapa mediante una lnea: Es una caracterstica unidimensional ([X1,Y1],[X2,Y2]) sobre una representacin bidimensional (XY). No obstante, los cortes adquieren la bidimensionalidad al considerar una nueva coordenada: la profundidad respecto de la superficie topogrfica (Z). Por tanto, todos los contactos que aparezcan en el corte, estarn localizados sobre la superficie topogrfica del mismo o bien

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quedarn reflejados sobre el mapa. De igual manera, todo aquello que queda fuera de la lnea de corte, no pertenece a la seccin vertical considerada y, por tanto, no tienen porque aparecer en el mismo.

1.4. Cmo se Construye un Corte Geolgico? En primer lugar, debe construirse el perfil topogrfico de la seccin vertical que sea de inters. Para ello, se utilizar la informacin topogrfica presente en el mapa. A continuacin, se trasladarn al perfil topogrfico los puntos de contacto entre formaciones geolgicas y dems caractersticas geolgicas reseables (discordancias, fallas, etc.). Dichos puntos estn en el mapa y, por tanto, en el corte habrn de estar sobre el perfil topogrfico. La informacin relativa a los contactos en profundidad se obtendr mediante el empleo de lneas de capa auxiliares, tal y como se describir ms adelante.

Figura 9. Concepto de curvas de nivel y proyeccin de stas sobre un mapa topogrfico. Observar

la incertidumbre en la definicin del relieve entre dos curvas de nivel consecutivas. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and

Technical, 176 pp.

Una buena parte de los problemas que podis encontrar a la hora de hacer cortes geolgicos radica en una mala elaboracin del perfil topogrfico. Debis recordar que los perfiles topogrficos poseen una incertidumbre relacionada con la equidistancia entre las curvas de nivel. Es decir, lo nico que sabemos de la topografa entre dos curvas de nivel es que no es ms prominente ni se encuentra ms deprimida que las curvas de nivel que la limitan. Ello da una cierta permisividad a la hora de hacer el perfil topogrfico y corregir problemas en el corte geolgico. Recordemos que un mapa topogrfico es un modelo del terreno, no el terreno en s mismo.

Una buena tcnica para construir el perfil topogrfico se muestra en la figura 10. Se basa en el empleo de una tira de papel auxiliar sobre la que localizaremos la interseccin de cada curva de nivel, s como otros datos morfolgicos importantes (el fondo de un valle, la posicin de una cresta, etc.). Dicha tcnica har fcil el mantener la escala horizontal del mapa y facilitar la traslacin de esa informacin a la hoja en la que efectuemos el corte geolgico o desarrollemos cualquier otra operacin.

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Figura 10. Ejemplo prctico de construccin de un perfil topogrfico. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Figura 11. Efecto de la exageracin de la escala grfica vertical en los cortes geolgicos. Observar la variacin de potencia que experimentan las distintas capas en funcin de su

buzamiento as como el cambio en su inclinacin. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

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Un segundo problema que podis encontrar en la elaboracin de cortes est relacionado con la eleccin de la escala vertical en el corte. Como norma general, es aconsejable el utilizar igual escala vertical que horizontal. De no ser ese el caso, pueden presentarse situaciones como las que se indican en la figura 11. Observar que el aumento de escala vertical incrementa la pendiente (buzamiento) de las capas, cuando estas estn inclinadas. Por otro lado, se produce tambin un notable aumento de potencia, tanto ms exagerado cuanto menor pendiente tengan las capas. Ello puede conducir a situaciones que, si bien correctas desde un punto de vista meramente geomtrico, son absurdas desde el punto de vista geolgico. Tal es el caso de los cortes en los que aparecen pliegues asimtricos con un flanco muy tendido y el otro subvertical: En ellos se producir una variacin de potencia, de flanco a flanco, injustificable desde el punto de vista geolgico. Los cortes geolgicos son una representacin muy til de la geologa del subsuelo. En un corte bien ejecutado es posible entender la estructura profunda de un simple vistazo. Para que ello sea posible, el corte debe ser construido con precisin, limpieza y aplicando lo que antes denominamos el sentido comn geolgico. Desde el punto de vista de la evaluacin de los ejercicios que realicis, cada una de esas facetas es susceptible de ser valorada. Es importante que os deis cuenta que la componente esttica de los cortes geolgicos (color, retoques artsticos, etc.) es absolutamente secundaria. En ese sentido, cada uno de los trazos del corte es la sntesis de la informacin geolgica que se pretende transmitir. Veamos algunos ejemplos de ello. Ejemplo 1. Un error tpico en la ejecucin de los primeros cortes

geolgicos con pliegues consiste en dibujarlos de forma que sus charnelas sean extremadamente agudas, como resultado de la prolongacin geomtrica de sus flancos. Como se explicar en las clases de teora, los pliegues de charnela aguda existen en la Naturaleza, aunque son muy raros. Si al realizar nuestro corte tomamos la decisin de representar ese tipo de estructura, implcitamente estamos interpretando (y transmitiendo al observador, por tanto) que en nuestra zona de estudio existen pliegues de charnela aguda. Si no hemos realizado observaciones directas sobre el terreno para comprobar su existencia es razonable esa interpretacin? La respuesta es no. En ausencia de observaciones directas de campo, una interpretacin mucho ms razonable ser suponer la existencia de pliegues de charnela redondeada, los cuales son, en trminos de abundancia, mucho ms frecuentes en la Naturaleza.

Ejemplo 2. Otro error que se comete con relativa frecuencia consiste en dibujar el contacto (techo y base) entre formaciones geolgicas y estratos de forma no paralela, sin que existan evidencias de discordancias entre las mismas. El no-paralelismo entre estratos, si bien es una situacin que s se produce, en sedimentos fluviales o en los bordes de las cuencas de sedimentacin, suele indicar una situacin de discordancia, muchas de las cuales se asocian con periodos de interrupcin en la sedimentacin, levantamiento del terreno, erosin, etc. Por ello, el mero no-paralelismo puede tener implicaciones geolgicas importantes desde el punto de vista

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de la interpretacin de los acontecimientos geolgicos acaecidos en el sector estudiado.

Ejemplo 3. De forma anloga al anterior ejemplo, dibujar estratos de potencia variable tiene tambin notables implicaciones respecto de la historia geolgica y naturaleza de los materiales representados en el corte. Al igual que antes, s existen en la Naturaleza situaciones en la que la potencia ortogonal de los estratos no es constante (cambios laterales de facies, sedimentos fluviales, etc.). Por ello, hemos de estar seguros de que esa es la situacin que se da en los materiales que aparecen en el corte si queremos que esa sea la interpretacin escogida.

Como resumen de lo anteriormente explicado se puede decir que la mxima de la cuchilla de Ockham es esencial en Geologa: el nmero de suposiciones introducidas para explicar algo no debe ser multiplicado ms all de lo estrictamente necesario.

1.5. Orientacin de Planos y Lneas en Geologa. 1.5.1. Definiciones Bsicas A continuacin daremos algunas definiciones importantes cuyo conocimiento ser indispensable para resolver adecuadamente cada uno de los problemas planteados en las sesiones prcticas. Orientacin (Attitude). Disposicin de un plano o lnea estructural en el

espacio, por lo general relacionado con una direccin geogrfica horizontal, como por ejemplo el norte geogrfico o el norte magntico.

Direccin de Capa, Rumbo (Strike). Lnea resultado de la interseccin de un plano horizontal ideal y un plano geolgico inclinado. Dicha lnea de interseccin pertenecer, por tanto, a los dos planos y su orientacin se dar por el ngulo horizontal que forma respecto del norte geogrfico. Obviamente, un plano horizontal no tiene direccin de capa.

Figura 12. Interseccin de un plano geolgico inclinado con la topografa. La lnea curvada resultante de la interseccin recibe el nombre de traza del plano en superficie. Observar la

naturaleza de la direccin de capa evidenciada por los puntos x, y, z en la figura. 1) Superficie del terreno; 2) Cresta montaosa; 3) y 4) Plano geolgico bajo la superficie del terreno; 5) Valle; 6)

Curvas de nivel. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

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Figura 13. Bsqueda de direcciones de capa para un plano geolgico con la ayuda de curvas de nivel topogrficas. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures Through

Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Isohipsa (Isohypse). Lneas resultantes de la interseccin entre un plano estructural (geolgico) y una familia de planos paralelos equiespaciados. Dichas lneas contornean el plano estructural y pueden ser proyectadas en un mapa. Su naturaleza es anloga a las curvas de nivel con la salvedad que estas ltimas muy raramente se cruzan entre si (por ejemplo en situaciones en las que tenemos techos estructurales) mientras que las isohipsas describen patrones complejos resultado de la complejidad estructural del plano que representan.

Figura 14. Nocin de plano estructural e isohipsa. Las lneas que unen puntos del mismo

plano estructural, a igual cota, se denominan direcciones de capa o de rumbo (por ejemplo, la lnea x-y). Las curvas que contornean un plano geolgico como resultado de su interseccin con planos horizontales a distinta cota reciben el nombre de isohipsas y son anlogas a las

curvas de nivel topogrficas. 1) Plano estructural; 2) Direccin de capa (x-y) y serie de isohipsas; 3) Plano geologico bajo la superficie del terreno; 4) Curvas de nivel. Fuente: Powell,

D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Buzamiento Real (dip). ngulo que forma respecto de la horizontal un plano geolgico, medido ste en una direccin estrictamente perpendicular a la direccin de capa del mismo plano. Es el ngulo de inclinacin mximo que presenta ese plano. Si la direccin en la que se mide el plano no es perpendicular al rumbo de la capa, obtendremos un ngulo de buzamiento

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menor, al cual denominaremos buzamiento aparente. Sus valores van de 0 (plano horizontal) a 90 (plano vertical).

Figura 15. Concepto de buzamiento real. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological

Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Buzamiento Aparente (aparent dip). ngulo que respecto de la horizontal forma un plano geolgico inclinado, medido en una direccin no perpendicular al rumbo de dicho plano.

Figura 16. Clculo del buzamiento aparente de un plano geolgico a partir de un mapa

topogrfico. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Potencia Ortogonal o Real (True thickness). Es el espesor de cualquier capa, estrato o formacin geolgica medida perpendicularmente a los planos del techo y de la base de la misma. En el caso de que no exista el plano de la base o del techo para un cuerpo geolgico, tan solo podremos calcular una potencia mnima equivalente a la mxima potencia que puede ser observada en cualquier lugar del mapa de dicha formacin. La potencia real ser, necesariamente, igual o superior a dicha potencia mnima.

Potencia Aparente (Aparent thickness). Es el espesor de cualquier capa, estrato o formacin geolgica determinado en cualquier direccin diferente a la perpendicular del plano que determina la base o el techo de la misma. La potencia que observamos en cualquier formacin geolgica en superficie (o amplitud de afloramiento) es normalmente una potencia aparente, salvo que la formacin sea vertical.

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Figura 17. Concepto de potencia real u ortogonal (t) y relacin con la amplitud de afloramiento (w)

a travs del ngulo de buzamiento real (). Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

Figura 18. Relacin entre potencia real, amplitud de afloramiento y ngulo de buzamiento, vistos

sobre una superficie horizontal. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

Traza (Trace). Lnea que resulta de la interseccin de cualquier plano geolgico (real o ideal) con la superficie del terreno, proyectada sobre un mapa. Las caractersticas geomtricas de la traza de un plano son indicadores valiosos de la orientacin y dems atributos geomtricos de los planos geolgicos. No obstante, es importante tener en cuenta el efecto topogrfico en el anlisis de las trazas en superficie.

Lnea de inmersin (plunge line). Lnea resultado de la interseccin entre dos planos, uno de ellos vertical. El ngulo que forma respecto de la horizontal la inclinacin de la lnea (medida sobre el plano vertical) recibe el nombre de inmersin. La orientacin del plano vertical que contiene la lnea de inmersin se determina por el ngulo que forma respecto del norte, en el sentido de inmersin de la lnea. Una lnea de inmersin es un caso particular de una lnea de cabeceo, en la que uno de los dos planos que intercepta es vertical.

Lnea de cabeceo (pitch line o rake line). Lnea resultado de la interseccin de dos planos de cualquier orientacin y buzamiento. El ngulo que forma respecto de la horizontal la inclinacin de la lnea recibe el nombre de cabeceo. Este ngulo debe asociarse al plano que contiene dicha lnea, as como a una orientacin geogrfica que indique el sentido de inclinacin.

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Figura 19. Relacin existente entre planos geolgicos y topografa. Observar la relacin que existe

entre la traza de las capas y las curvas de nivel en cada caso. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

Figura 20. Concepto de inmersin y cabeceo de una lnea. Observar que la inmersin se

determina como el ngulo que forma con la horizontal una lnea contenida en un plano vertical mientras que para el cabeceo se toma como referencia un plano no vertical. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons,

208 pp.

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Figura 21. Lnea de interseccin entre los planos A y B. La punta de la flecha indica el sentido de inclinacin de la lnea. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures Through

Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

1.5.2. Notacin de Planos en Geologa Para cualquier tipo de anlisis que implique planos geolgicos es preciso establecer un sistema de coordenadas de referencia que permitan orientarlos de forma unvoca en el espacio. En la mayor parte de las rocas, los planos ms frecuentes corresponden a la estratificacin, al diaclasado as como a distintos tipos de planos de foliacin de entre los cuales, la esquistosidad, es la ms destacada. La orientacin de planos en el espacio toma como sistema de referencia las coordenadas geogrficas, lo cual se realiza a partir de la orientacin magntica, puesto que la forma ms simple, rpida y eficaz para llevar a cabo ese trabajo es mediante el empleo de una brjula de gelogo. De forma general, la orientacin de cualquier plano en el espacio pasa por la determinacin de su direccin de capa (es decir, la orientacin respecto del norte geogrfico o magntico de una lnea horizontal contenida en el plano problema), as como del propio ngulo de buzamiento y de la direccin o sentido de buzamiento. A partir de esos parmetros bsicos se han desarrollado distintos convenios.

La notacin ms habitual referida a planos tiene una forma del tipo XXX, YY Z donde XXX representa la direccin de capa (un ngulo inferior a 180, a contar desde el norte geogrfico o magntico en el sentido en que giran las agujas del reloj, esto es, dextrgiro); YY representa el ngulo de buzamiento (entre 0 y 90), mientras que Z corresponde al sentido de buzamiento, expresado en coordenadas geogrficas genricas (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW). En el caso particular de un plano vertical el sentido de buzamiento carece de significado y puede omitirse.

El nmero que indica la direccin del plano y el ngulo de buzamiento se separan con una coma mientras que el ngulo y sentido de buzamiento se ponen uno a continuacin del otro, en el orden indicado. En relacin con el rumbo de los planos, es conveniente indicar siempre los tres dgitos correspondientes a la orientacin, aunque estos sean ceros a la izquierda. Ello nos permitir reconocer siempre la orientacin de un plano y no confundirla, bajo ningn concepto, con un ngulo de buzamiento (que emplea dos dgitos).

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Figura 22. Significado de la direccin de capa (o rumbo), sentido de buzamiento y ngulo de

buzamiento en un afloramiento. Notar la relacin existente entre la horizontal, el plano geolgico problema y la direccin de capa. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures

through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Adems de la notacin indicada, que ser la que empleemos en el presente texto, existen otras formas de notacin cuyo uso es tambin frecuente. Por ejemplo:

a) 110, 25S: la direccin de capa es 110 medida a partir del norte en sentido dextrgiro, el ngulo de buzamiento es de 25 en el sentido sur.

b) N70W, 25S: la direccin es 070 hacia el oeste desde norte (es decir, en sentido antihorario o levgiro) mientras que el buzamiento es de 25 hacia el sur. Observar que en esta notacin es preciso indicar el sentido hacia el que, a partir del norte, hemos de medir la direccin del plano.

c) 25, S20W: la direccin de buzamiento tiene un rumbo de 20 hacia el oeste contando desde el sur, mientras que el buzamiento es de 25 es esa misma direccin.

d) 25, 200: la direccin de buzamiento tiene un rumbo de 200 medida desde el norte en el sentido horario, mientras que el buzamiento es de 25 en esta direccin.

Figura 23. Medida de la orientacin de un plano geolgico con la ayuda de una brjula y un

clinmetro (brjula de gelogo). Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

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1.5.3. Notacin de Lneas en Geologa La mayor parte de las lneas de inters en Geologa tienen que ver con:

La interseccin de planos, es decir, lineaciones de interseccin (por ejemplo, entre planos de estratificacin y de esquistosidad, entre dos planos de diaclasado, etc.).

Las caractersticas de afloramiento de distintos tipos de planos geolgicos, en particular cuando estos son vistos nicamente a travs de una seccin bidimensional.

Estructuras tectnicas (estras sobre un plano de falla, picos estilolticos, rods, boudins, etc.).

La orientacin de cualquier lnea en el espacio se puede expresar de acuerdo con diversas convenciones. No obstante, todas ellas tienen en comn el identificar explcitamente el plano que contiene a la lnea (ya sea ste un plano vertical, en el caso de una lnea de inmersin o inclinado, en el caso de una de cabeceo) as como el sentido de inclinacin de la lnea. En el caso de una lnea de inmersin, la orientacin del plano vertical que la contiene se realiza respecto del norte (geogrfico o magntico) con la particularidad de que en la medida de su orientacin se tiene en cuenta el sentido de inclinacin. Por ejemplo, si hablamos de una lnea inclinada hacia los cuadrantes NE o SE la orientacin del plano ser un nmero que ir de 0 a 180 mientras que si su sentido de inclinacin es hacia los cuadrantes NW o SW la orientacin del plano ir de 180 a 360. La inclinacin de la lnea se expresa a travs del ngulo que forma respecto de la horizontal (es decir, entre 0 y 90). La nomenclatura consta, pues, de dos nmeros que se escriben de la forma YY/XXX donde YY representa la inclinacin o inmersin de la lnea (entre 0 y 90) mientras que XXX corresponde al rumbo del plano vertical que la contiene (entre 0 y 360), medido en el sentido horario.

Figura 24. Esquema de brjula geolgica (Tipo TOPOCHAIX), con clinmetro amortiguable y

fijacin optativa de la medida. Fuente: Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

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Figura 25. Esquema de brjula geolgica (Tipo BRUNTON), con clinmetro preciso de tipo nivel.

Fuente: Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

Figura 26. Esquema de brjula geolgica (Tipo MERIDIAN), con clinmetro de pndulo. Fuente:

Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

Figura 27. Esquema de brjula geolgica genrica con clinmetro de pndulo. Fuente: Martnez

lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

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Figura 28. Esquema en planta de brjula geolgica genrica con clinmetro de pndulo. Fuente:

Martnez lvarez, J.A. (1989) Cartografa Geolgica; Ed. Paraninfo; 477 pp.

En el caso de las lneas de cabeceo, el convenio a emplear pasa por identificar el plano que contiene a dicha lnea (tal y como se explic en el apartado anterior) seguido, a continuacin, del ngulo de cabeceo y sentido de inclinacin de la lnea. El primero se da como valor angular (entre 0 y 90) por comparacin con la horizontal. El segundo como coordenada geogrfica identificativa del cuadrante hacia el cual se inclina la lnea (N, NE, E, SE, S, SW, W, NW). Estos dos datos se ponen a continuacin de la orientacin del plano y separados por una coma. Por ejemplo, 110, 25S, 45E nos indica un plano de orientacin 110 que buza 25 grados hacia el sur y que contienen una lnea inclinada 45 respecto de la horizontal en el sentido hacia el Este.

1.6. Elaboracin del Corte Geolgico Como norma general, debe indicarse que, antes de realizar ningn corte geolgico, debis familiarizaros con la naturaleza del problema geolgico que vais a abordar. Por ello, un vistazo general del mapa, el anlisis de las isohipsas y una interpretacin preliminar de todo ello nos ayudarn a verificar que la geometra del corte geolgico es congruente con el resto de las observaciones. La elaboracin del corte geolgico pasa por la elaboracin, en primer lugar, del perfil topogrfico, tal y como se ha indicado en un apartado anterior. Como norma general es importante recordar que el perfil topogrfico debe ser una ayuda a la hora de construir el corte geolgico pero puede entorpecernos la interpretacin si olvidamos la incertidumbre asociada a la definicin del relieve entre dos curvas de nivel. En segundo lugar, tambin es importante indicar que es recomendable realizar el perfil topogrfico empleando igual escala vertical y horizontal. Una vez delineado el perfil topogrfico (su versin definitiva podr ir siendo perfeccionada a medida que se construye el corte geolgico) debemos proceder a trabajar con las isohipsas (direcciones de capa). Es aconsejable utilizar una tcnica similar a la del papel auxiliar que describamos antes para localizar en nuestro corte, no solo los contactos litolgicos, sino tambin las diferentes

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isohipsas que nos ayudarn a localizar los planos geolgicos observables en el corte en profundidad (Figura 29).

Figura 29. Construccin de un corte geolgico (A-B) mediante la tcnica del papel auxiliar y la extrapolacin de direcciones de capa. Observar que la capa representada se encuentra en una parte del corte por encima de la superficie del terreno mientras que en otra lo est por debajo.

Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Cuando se emplea la tcnica del papel auxiliar y se extrapolan isohipsas a fin de ver en qu punto interceptan nuestra lnea de corte (Figura 30), debis tener claro que estis beneficindoos de una tcnica geomtrica que puede conduciros a paradojas aparentes. Por ejemplo que el plano que representis parezca estar por encima de la propia superficie del terreno. Ello es admisible en la etapa de perfilado del corte pero, una vez finalizado, debis eliminar todas esas incongruencias de la seccin final.

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Figura 30. Construccin de un corte geolgico mediante la extrapolacin de direcciones de capa a partir de un mapa topogrfico-geolgico. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological

Structures through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Un ltimo consejo de utilidad es ser particularmente cuidadoso cuando se trabaja con las numerosas isohipsas que eventualmente pueden aparecer en un mapa geolgico. Por ello es recomendable trabajar con los distintos planos uno a uno (es decir, con las distintas isohipsas que lo caracterizan) y no con todas ellas a la vez.

1.7. Tipos de Estructura en Mapas Geolgicos Los distintos mapas que vamos a analizar a lo largo de las prcticas que desarrollaremos representan distintos tipos de estructura geolgica, las cuales han sido resumidas en la figura 31. Los principales tipos de estructura sern, por tanto, series homoclinales o policlinales, secuencias plegadas, series fracturadas y procesos gneos y metamrficos. Veremos que en algunos mapas pueden llegar a encontrarse la prctica totalidad de esos tipos de estructuras elementales. Su anlisis secuencial nos permitir establecer la historia geolgica del rea cartografiada, tal y como veremos en apartados posteriores de las sesiones prcticas.

1.8. La Regla de la V Antes de empezar el anlisis de los distintos tipos de mapas geolgicos, indicaremos una regla simple que facilitar su anlisis. Cuando se observa la traza en superficie de una capa inclinada, la morfologa superficial es un aspecto

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relevante. Si la topografa es estrictamente plana, no importa la inclinacin del plano que consideremos, la traza en superficie de ese plano ser estrictamente linear. Ahora bien, en el momento que la topografa deja de ser plana, la traza en superficie del plano se torna curvilnea, tanto ms cuanto menor buzamiento tenga el plano en cuestin. En ese caso la traza ms rectilnea la tendremos en el caso de un plano estrictamente vertical mientras que para un plano horizontal la traza ser estrictamente paralela a la disposicin de las curvas de nivel.

Figura 31. Principales tipos de estructuras geolgicas que suelen ser representadas en mapas geolgicos simples. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures through

Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Cuando la traza de un plano atraviesa un valle esta describe una forma de letra V ms o menos marcada con la particularidad que el hipottico vrtice de esa V apunta en el sentido en que se inclina el plano (ver figura 19). Dicha circunstancia se conoce como la Regla de la V y es una ayuda de gran valor a la hora de hacer una inspeccin rpida de hacia donde buzan las distintas formaciones geolgicas que afloran en un mapa.

Figura 32. Aplicacin de la regla de la V a distintos planos geolgicos orientados de forma variable respecto de la topografa en un valle. Fuente: Servei Geologic de la Generalitat de Catalunya

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No obstante, antes de establecer ninguna conclusin firme basndoos en esta observacin, vale la pena que analicis con detalle la figura 19 (en particular el ltimo caso representado) para que os deis cuenta del papel que juega la relacin entre pendiente topogrfica y el propio buzamiento de la capa observada. En cualquier caso, recordad tambin que en esas situaciones el estudio de las isohipsas deshace cualquier eventual ambigedad en la interpretacin.

Figura 33. Aplicacin de la regla de la V a una serie plegada. Observar la inflexin de la traza de

las capas al atravesar el cauce de un ro. A la izquierda vista en planta (mapa). A la derecha, seccin vertical (corte geolgico). Las letras hacen referencia a distintos tipos de litologa

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2. Patrones Simples de Afloramiento: Prediccin La elaboracin de un mapa geolgico conlleva la representacin de los materiales geolgicos de la superficie del suelo sobre el mapa topogrfico de una determinada regin. Los contactos entre los diferentes materiales geolgicos son, normalmente, planos estructurales cuya representacin sobre el mapa topogrfico se realizar mediante el reconocimiento y medida de su orientacin en los afloramientos existentes. A partir de entonces se podr realizar la prediccin de los patrones de afloramiento de los diferentes materiales geolgicos en aquellos sectores donde la disposicin de los mismos no se haya podido identificar. La determinacin de los patrones de afloramiento se realizar a partir de las curvas de nivel topogrficas y de las curvas de nivel estructurales o isohipsas de los diferentes materiales geolgicos. Por lo tanto, para predecir los patrones de afloramiento es requisito indispensable trabajar en primer lugar con un mapa provisto de curvas de nivel topogrficas y, en segundo lugar, localizar las isohipsas correspondientes a los distintos planos geolgicos. Es aconsejable empezar a trabajar con un nico plano estructural para el cual, las isohipsas sern las direcciones de capa correspondientes a distintas cotas. Cuando la direccin de capa de un plano correspondiente a una cota x intercepte una curva de nivel de igual cota x, en ese punto de interseccin tendremos en superficie el plano al cual pertenece esa direccin de capa. Esa es la estrategia general para localizar el contorno (o traza) en superficie de cualquier plano inclinado.

Figura 34. Determinacin de la traza en superficie (patrn de afloramiento) de dos planos inclinados a partir de direcciones de capa y buzamiento real. Fuente: Ragan, D.M. (1973)

Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques; John Wiley & Sons, 208 pp.

En la figura 34 se representa un plano de orientacin 090, 20 N cuya base aflora en el punto Z (a 1150 m). Un mtodo relativamente simple para localizar su traza en superficie se describe a continuacin:

Trazar una lnea paralela a la direccin de capa que pase por el punto de afloramiento conocido, Z.

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Dada la equidistancia entre curvas de nivel, i, y el buzamiento de la capa, , puede calcularse a que distancia horizontal o cartogrfica, s, estarn separadas las distintas isohipsas de ese plano de acuerdo con la frmula s = i/tg()

Una vez localizadas las distintas isohipsas para las distintas cotas, buscar todos los puntos de interseccin con las curvas de nivel de igual cota.

Una vez localizados los puntos, unirlos mediante una lnea que ser la traza.

Grficamente, se puede realizar de la siguiente manera: a) Se sita en un corte geolgico perpendicular a la direccin de capa, el punto de afloramiento conocido Z, a la cota de 1150 m, en la lnea de proyeccin de la direccin de capa; b) Se traza perpendicularmente a la direccin de capa una serie de lneas de altura horizontales que mantengan la misma equidistancia y estn a la misma escala que las curvas de nivel del mapa; c) Se dibuja la traza del plano inclinado que buza 20 hacia el Norte de modo que tambin pase por le punto Z; d) Los puntos donde esta lnea de buzamiento corta a las lneas de altura establecen la posicin de las isohipsas estructurales del plano. Entonces stas se vuelven a proyectar en el mapa paralelamente a la direccin de capa. Los puntos de interseccin con las curvas de nivel determinarn la traza del afloramiento.

Si conocemos el espesor, t, de la formacin, podremos localizar tambin la traza del plano de la base de la capa anterior empleando una tcnica igual. Es interesante tener en cuanta que la traza de dos planos paralelos no tiene por qu ser paralela. Recordad que depende de una forma determinante de la topografa del terreno que el plano atraviesa.

Figura 35. Localizacin de la direccin de capa y clculo del ngulo y sentido de buzamiento a partir de la traza cartogrfica de un plano geolgico en un mapa. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques; John Wiley & Sons, 208 pp.

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2.1. Anlisis de Discordancias Entre los acontecimientos geolgicos que tienen mayor importancia y que

ayudan mucho a datar estructuras y perodos de movimiento estructural, hay que destacar la discontinuidad sedimentaria o discordancia. La discordancia es una superficie de erosin o de no-deposicin que separa rocas ms modernas (arriba) de rocas ms antiguas (abajo). Existen varios tipos de discordancia, las cuales han sido resumidas en la figura 3. Una discordancia angular se caracteriza por la existencia de un plano de separacin entre dos series de materiales o estratos no paralelos (Figura 3a). Una disconformidad est caracterizada por una superficie de discontinuidad marcada e irregular entre dos familias de estratos, a grandes rasgos paralelos (Figura 3b). Los hiatos sedimentarios o paraconformidad corresponden a superficies que evidencian un periodo sin sedimentacin en ausencia aparente de erosin; En algunas circunstancias, es difcil reconocer esas superficies de discontinuidad sin un detallado anlisis paleontolgico, geoqumico, etc. (Figura 3c). Por ltimo, la discontinuidad heteroltica o no-conformidad corresponde con una situacin en la que el plano de discontinuidad erosiva separa rocas estratificadas de otras que no lo estn (por ejemplo, rocas gneas; Figura 3d). La facilidad para el reconocimiento de discordancias en mapas geolgicos depende de su propia naturaleza. As, las heterolticas y angulares se caracterizan por la aparicin de eventuales puntos triples donde se ponen en contacto tres litologas distintas. En el caso de las disconformidades, el anlisis de isohipsas pondr en evidencia variaciones entre las direcciones de capa del techo y de la base de una determinada formacin geolgica. Por ltimo, en el caso de las paraconformidades, habremos de analizar la secuencia temporal de materiales a fin de identificar posibles prdidas de secuencia (lagunas o hiatos estratigrficos). En el caso de trazar patrones de afloramiento en mapas que contengan discordancias, es recomendable empezar a dibujar la traza de los planos que, geolgica y topogrficamente se encuentran ms arriba. En una discordancia los materiales discordantes fosilizan (cubren) a los que se encuentran ms abajo. De esa manera, la traza de los contactos de los materiales inferiores quedar interrumpida cuando alcancen el plano de discordancia.

2.2. Elaboracin de una Historia Geolgica Una vez representada y analizada la geometra de un macizo geolgico en

un mapa geolgico, el paso siguiente suele ser la deduccin de la sucesin temporal de los acontecimientos que condujeron a la misma: Nos referimos a la historia geolgica de la regin expresada esta como secuencia cronolgica ordenada. La sucesin local de acontecimientos geolgicos puede ser expresada de acuerdo con una escala temporal relativa. As pues, lo que en primer lugar debis establecer es la columna estratigrfica, esto es, la secuencia cronolgica de formacin de los materiales geolgicos presentes en el mapa. En la columna estratigrfica las capas debern estar ordenadas de ms antiguas (profundas) a ms modernas (someras), ilustrando el espesor relativo entre las mismas e indicando los tipos de contactos (discordancia, cabalgamiento, tectnico, etc).

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En la elaboracin de la historia geolgica local no se debe olvidar que existe la posibilidad de que varios acontecimientos hayan sido sincrnicos; por ejemplo, la sedimentacin se puede producir mientras se forman pliegues y fallas. Otra complicacin puede ser que una estructura dada sea consecuencia de varios episodios de movimiento. De todos modos, y aunque la sucesin de acontecimientos sea muy compleja, sta se puede deducir a partir de relaciones geomtricas relativamente sencillas. Los siguientes criterios son suficientemente elocuentes:

En una discordancia erosiva, las rocas que se encuentran bajo el plano de discordancia deben ser ms antiguas que las que estn por encima (Principio de Superposicin).

La erosin tiene lugar normalmente en ambiente continental, salvo raras excepciones.

La mayor parte de las rocas sedimentarias existentes se originan en un ambiente de deposicin marino; una pequea parte de las rocas sedimentarias es de origen continental. La litologa, su disposicin y las facies de las rocas sedimentarias son indicativas de su origen.

Un perodo de erosin a continuacin de un episodio de sedimentacin marina suele estar precedido por un perodo intermedio de levantamiento o de regresin del nivel medio del mar (resultado de movimientos epirognicos o eustticos).

Por el contrario, un perodo de sedimentacin en ambiente marino a continuacin de un perodo de erosin, suele estar precedido por un perodo intermedio de hundimiento o de transgresin del nivel medio del mar (nuevamente como resultado de movimientos epirognicos o eustticos).

La sedimentacin de los materiales geolgicos se realiza, en general, de acuerdo con superficies aproximadamente horizontales (Principio de la Horizontalidad Original). En este sentido, una serie monoclinal inclinada debe haber sufrido algn tipo de levantamiento a basculamiento diferencial posterior a su deposicin. Dicho levantamiento o basculamiento puede (o no) estar asociado a estructuras geolgicas de tipo pliegue.

Los pliegues, como estructura geolgica, son ms modernos que las propias rocas plegadas (Principio de Superposicin).

Las fallas, como estructura geolgica, son ms modernas que las rocas que atraviesan (Principio de Interseccin).

Las fallas que desplazan otras estructuras (pliegues, rocas intrusivas, otras fallas, etc.) son posteriores a la formacin de esas mismas estructuras.

Los cabalgamientos son ms modernos que las rocas a las que afectan. En funcin del desplazamiento de los cabalgamientos, pueden darse relaciones de superposicin muy variadas, violando o no el Principio de Superposicin.

El metamorfismo, como proceso geolgico, es ms moderno que las rocas a las que afecta.

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Una roca gnea de origen intrusivo (plutnica o subvolcnica) es ms moderna que las rocas encajantes husped, a quienes suele cortar transversalmente. Una regla similar se cumple con otros tipos de intrusiones tales como domos de sal (diapiros) y diques de arenisca. En estos ltimos casos, el proceso intrusivo es lo que es ms moderno que la roca encajante, no el propio material intrudo.

Las rocas de origen volcnico, procedentes de erupciones subareas o subacuticas, suelen presentarse de forma discordante sobre el resto de formaciones geolgicas, con lo que su disposicin es posterior a las rocas subyacentes pero anteriores a las suprayacentes.

No hay que olvidar que el estado actual de los materiales geolgicos, tal y como aparecen en los afloramientos, es el resultado de la erosin de los mismos en un ambiente continental (procesos de erosin actual). Las ideas anteriores son empleadas en la figura siguiente (Figura 36).

Figura 36. Determinacin de la historia geolgica a partir de un mapa. 1) Rocas metamrficas; 2) Rocas sedimentarias; 3) Rocas gneas intrusivas; 4) Rocas sedimentarias. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons,

208 pp.

La historia geolgica, desde los hechos ms antiguos hasta los ms modernos podra resumirse como sigue:

a) Sedimentacin de una serie sedimentaria pre-metamrfica b) Plegamiento y metamorfismo de la 1 serie (sincrnicos?) c) Levantamiento y erosin d) Hundimiento para formar una nueva cuenca de sedimentacin e) Sedimentacin de una segunda serie sedimentaria f) Plegamiento de orientacin NE-SW g) Fracturacin segn una direccin NW-SE h) Intrusin gnea i) Levantamiento (sincrnico de f, g, h?)

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j) Erosin k) Hundimiento para formar una nueva cuenca de sedimentacin l) Sedimentacin de una tercera serie sedimentaria m) Levantamiento, erosin y desarrollo de la topografa actual

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3. Mapas Geolgicos con Pliegues

3.1. Elementos Geomtricos que Describen un Pliegue y otras Definiciones

Pliegue (Fold): Curvatura desarrollada sobre una superficie planar (estratos, cualquier tipo de foliacin, etc.) como resultado de la actuacin de esfuerzos. Dichos esfuerzos pueden tener un origen tectnico o gravitatorio.

Cresta (Crest): Punto del pliegue que se encuentra a mayor cota topogrfica.

Seno o Valle (Trough): Punto del pliegue que se encuentra a menor cota topogrfica.

Longitud de onda (Wavelength): Distancia que separa dos crestas o dos valles consecutivos en una superficie plegada.

Punto de inflexin (Inflection point): Punto en los flancos de un pliegue en el que la curvatura de la superficie plegada pasa de cncava a convexa o viceversa.

Superficie o Plano medio (Median surface) : Plano o superficie que une los puntos de inflexin de una superficie plegada.

Amplitud (Amplitude): Distancia que separa los puntos de inflexin de la cresta o valle de una superficie plegada, medida de forma perpendicular a su superficie media.

Charnela y Zona de Charnela (Hinge): Alineacin de puntos dentro de una superficie plegada que han experimentado la mxima deformacin. La zona de charnela es la regin inmediatamente adyacente a la lnea de charnela

Flanco (Limb): Zonas adyacentes a la zona de charnela y que, comparativamente, han experimentado una deformacin mucho menor, llegando a ser incluso nula en los puntos de inflexin.

Figura 37. Elementos geomtricos de un pliegue. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology.

An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

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Eje de un Pliegue (Fold axis): Lnea generatriz ideal de cualquier pliegue. Para un pliegue cilndrico, la revolucin de una recta dara lugar a la generacin del pliegue. De esa manera, no tiene una localizacin especfica en ningn punto del pliegue.

Plano o Superficie Axial (Axial surface): Superficie geomtrica ideal que une las lneas de charnela de distintas superficies plegadas, dentro de un pliegue.

Figura 38. Elementos geomtricos de un pliegue y tipo de pliegue de acuerdo con la longitud de

sus flancos. Fuente: Powell, D. (1992) Interpretation of Geological Structures Through Maps; Longman Scientific and Technical, 176 pp.

Figura 39. ngulo entre los flancos de un pliegue. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

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Figura 40. Pliegue cilndrico e indicacin de sus elementos geomtricos principales. Las

superficies plegadas se representan con la letra S mientras que S1 corresponde a la superficie axial. Con una trama punteada se indica la localizacin de la zona de charnela y con otra rayada la de flanco. A la derecha, seccin vertical del mismo pliegue de acuerdo con el plano indicado a la izquierda. Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed.

Omega, 518 pp.

Figura 41. Elementos geomtricos de un pliegue. Fuente: Ramsay, J.G. (1977) Plegamiento y

fracturacin de rocas; Ed. Blume, 590 pp.

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3.2. Superficies Plegadas y Topografa Las figuras 42, 43 y 44 muestran diversos aspectos de la traza de pliegues observada en topografas de distinta naturaleza. En la 42 se ve el efecto en la traza de los planos que identifican un pliegue sobre una superficie plana (izquierda) o irregular (derecha).

Figura 42. A la izquierda, pliegue de eje horizontal visto en perfil (arriba) y en planta, expuesto en

una superficie horizontal. A la derecha, idntico pliegue pero aflorando en una superficie topogrfica irregular. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to

Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

Podemos ver claramente que la traza de los planos se ve muy modificada por esa circunstancia. En la figura 43 vemos la traza en una superficie horizontal de los dos planos, techo y muro de un estrato, plegados de acuerdo con un pliegue de eje inclinado. Vemos que el patrn de afloramiento es fcilmente identificable. Ahora bien, en el caso de una superficie irregular (Figura 44), la diferencia en cuanto a las trazas de los planos ya no es tan evidente por lo que ser difcil distinguir entre ambas situaciones con facilidad sin un anlisis detallado.

Figura 43. Pliegue de eje inclinado aflorando en una superficie horizontal. Fuente: Ragan, D.M.

(1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

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Figura 44. Pliegue de eje inclinado aflorando en una superficie irregular. Fuente: Ragan, D.M.

(1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John Wiley & Sons, 208 pp.

El anlisis detallado de las figuras 45 permite darnos cuenta que sera incorrecto el relacionar a travs de una direccin de capa dos puntos que, an estando sobre la superficie plegada, se encuentren en flancos distintos de un pliegue. El motivo cabe buscarlo en el hecho de que para poder ser definida como direccin de capa, ella debe pertenecer tanto al plano geolgico considerado como a otro horizontal, es decir, debe ser el resultado de su interseccin. En el caso de relacionar dos flancos separados, la lnea que nos une puntos del plano a igual cota no pertenece a los mencionados planos en toda su longitud. En algunos mapas podemos encontrarnos con el problema de saber distinguir entre los flancos de un pliegue (a fin de no tener la tentacin de dibujar direcciones de capa all donde no corresponden). La figura 45 aporta una importante informacin relacionada con ese aspecto concreto.

Figura 45. Aspecto de la traza topogrfica de un plano plegado cuando ste atraviesa un valle. Observar la inflexin de la traza en las laderas (a la izquierda). La lnea a-b en el esquema de la

derecha representa a la lnea de charnela y al eje del pliegue. La lnea discontinua que pasa por a y b y que se dirige al fondo del valle corresponde a la traza del plano axial del pliegue. c y d

corresponden a cada uno de los flancos del pliegue

En dicha figura podemos observar que, en las laderas del valle, la traza del plano considerado sufre un sbito cambio de direccin en una zona cuya pendiente es homognea. Dicho cambio de direccin es compatible tan solo con una situacin en la que el plano cuya traza estamos observando est plegado. El punto de inflexin en la traza a ambos lados del valle se corresponde con la posicin de la lnea de charnela del pliegue. No debe confundirnos el hecho de tener otras inflexiones (los puntos c y d de la figura de la derecha) puesto que

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podemos ver fcilmente, aplicando la regla de la V, que stas no son otra cosa que la inmersin del plano hacia el fondo del valle.

3.3. Reconocimiento de Pliegues en Mapas Geolgicos Para reconocer la presencia de pliegues en planos geolgicos se pueden

emplear diversos criterios. Algunos de ellos son enumerados a continuacin.

Estudio del espaciado entre direcciones de capa. Las direcciones de capa pueden interpretarse como isolneas estructurales, de significado anlogo al de las curvas de nivel topogrficas. De esa manera, el espaciado variable entre direcciones de capa o cambios en su orientacin sugiere la presencia de superficies estructurales (estratos, fallas, etc.) no planares. De la forma y distribucin de las direcciones de capa podremos interpretar la geometra de los posibles pliegues (simtrico o asimtrico, etc.).

Estudio de las series estratigrficas y bsqueda de repeticiones alternantes de subconjuntos dentro de stas. En el caso de los mapas que trabajaremos, la repeticin de las series a menudo se manifestar alrededor de un plano de simetra coincidente con el eje del pliegue. Del anlisis de la edad relativa de los materiales presentes en los pliegues (ej. qu materiales son ms antiguos y qu posicin ocupan respecto del ncleo del pliegue) deduciremos el tipo de pliegue del que se trata.

3.4. Consejos Prcticos para Analizar Mapas con Pliegues Es importante recordar el significado de las direcciones de capa y como se

dibujan stas en un plano geolgico. Estas sern lineales en la medida que representen una superficie estructural planar. Sin embargo, en una superficie plegada las direcciones de capa sern necesariamente curvadas. Por ello cuando estamos en presencia de pliegues, a la hora de hacer cortes geolgicos, no es a veces fcil (ni correcto) prolongar las direcciones de capa a fin de buscar las intersecciones con nuestra direccin de corte.

Las direcciones de capa deben tomarse en los sectores donde la topografa cambia de orientacin, es decir, en valles, crestas y divisorias. As por ejemplo, no se deben tomar direcciones de capa en laderas, donde la topografa tiene una orientacin similar, puesto que se corre el riesgo de identificar como direccin de capa una lnea que pasa por dos puntos que pertenecen a dos flancos, o planos diferentes, de un mismo pliegue.

Los pliegues no son otra cosa que superficies estructurales no planares y como tales, intersectan la topografa. Ello hace que los patrones de afloramiento sean complejos y, a menudo, no obvios a primera vista. Debis apoyaros siempre en el anlisis geomtrico explicado anteriormente y, si es el caso, realizar tantos cortes geolgicos como sean necesarios a fin de determinar la estructura geolgica presente en la regin cartografiada.

No se debe confundir entre la interseccin del plano axial del pliegue con la topografa (es decir, su traza axial), que puede ser una lnea curva, y el eje del pliegue como tal o su lnea de charnela. En los mapas suele

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representarse el eje del pliegue como una lnea curvada o no en funcin de las caractersticas del mismo.

Se puede tomar como referencia que en los valles, representados por ros y arroyos en los mapas geolgicos sin topografa, la inflexin en forma de V que suelen tener los contactos geolgicos indica normalmente el sentido del buzamiento de las capas. En general este criterio podr ser utilizado con cierta seguridad para identificar los diferentes tipos de pliegues.

Es frecuente encontrar en la Naturaleza pliegues plegados. Las etapas de deformacin se prolongan a lo largo de millones de aos y la posicin de una roca respecto del elipsoide de esfuerzos puede variar con el tiempo. Debis recordar que los procesos tectnicos se desarrollan dentro del contexto del movimiento de las placas litosfricas (Tectnica de Placas) y que zonas deformadas en un periodo geolgico dado pueden haber sido deformadas ms tarde. Ello introduce una mayor complejidad en los patrones de afloramiento y en la geometra de los pliegues. Esa complejidad est ms all del tratamiento que podemos hacer en este curso.

En ausencia de criterios objetivos, la potencia de las capas que constituyen los flancos de series plegadas ser constante. El hecho de mantener la constancia de la potencia puede ser difcil en las zonas de charnela. Ah es tolerable un engrosamiento de la misma por comparacin con los flancos. Ello ser ms acusado cuando la geometra de los pliegues resulte ser de tipo similar.

En ausencia de criterios objetivos, las zonas de charnela de los pliegues se dibujarn de forma redondeada. Existen pliegues con charnelas angulosas (ej. kinks, knees, chevrons) si bien son muy raros y su formacin obedece a procesos tectnicos especficos. En general, si no hay evidencias directas de la existencia de tal tipo de pliegues, se dar una cierta curvatura a la zona de charnela. El radio de curvatura no puede precisarse de manera general, pero habr de ser congruente con el corte geolgico realizado.

Para visualizar mejor la geometra de los pliegues en un corte geolgico, es conveniente remarcar con un trazo ms grueso los lmites entre formaciones geolgicas y con trazos ms finos las lneas que representan estratos dentro de la misma formacin. Por encima de la topografa, se suelen prolongar tan slo los lmites entre formaciones, y ello siempre con lnea discontinua. Si los pliegues estuvieran afectados por fallas, la prolongacin de las lneas discontinuas por encima de la topografa las tendra obviamente en cuenta. Con ello se gana una mejor visualizacin de la estructura geolgica representada por el corte.

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4. Mapas Geolgicos con Fallas Las fallas (fault) y diaclasas (joints) son las principales discontinuidades

de origen tectnico que aparecen en los mapas geolgicos. Su origen suele estar asociado a episodios geolgicos de deformacin, ya sean estos de tipo compresivo o distensivo. Su datacin relativa se efecta de acuerdo al Principio de Interseccin.

La diferencia ms significativa entre falla y diaclasa es que en la primera existen evidencias de movimiento relativo entre los bloques a ambos lados de la misma. En las diaclasas (a menudo referidas como fracturas sin desplazamiento o, simplemente, juntas) no se reconocen tales evidencias de movimiento.

Figura 46. a) Falla; b) zona de falla; c) zona de cizalla. Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y

Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed. Omega, 518 pp.

Uno de los indicadores de movimiento ms importantes en planos de falla son las propias estras de falla (Figura 47), las cuales nos informan no solo del movimiento de los bloques alrededor del plano de falla, sino de la propia direccin y sentido de movimiento.

Figura 47. Estras desarrolladas sobre un plano de falla. Tanto los escalones como el

recrecimiento de cristales de cuarzo en los mismos nos dan idea de la direccin y sentido de desplazamiento de los bloques a ambos lados de la falla. Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y

Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed. Omega, 518 pp. En los mapas geolgicos, por motivos de espacio, tan slo se representa la

traza de las principales fracturas de la regin cartografiada, indicndose la presencia de diaclasas (y su orientacin) mediante smbolos geolgicos adecuados.

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Figura 48. Aspecto tpico de la superficie de una diaclasa (estructura en pluma). Fuente: Hobbs,

B.E., Means, W.D. y Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed. Omega, 518 pp.

Figura 49. Aspecto tpico de la superficie de una diaclasa o junta resultado de la detonacin de un

explosivo. Observar la caracterstica traza radial de las irregularidades a partir del centro de detonacin. Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed.

Omega, 518 pp.

4.1. Elementos Geomtricos en Fallas La figura 50 resume los elementos geomtricos principales relativos a fallas. De forma general, respecto del propio plano de falla se distingue un bloque superior (hanging wall) y un bloque inferior (foot wall) tomando como referencia cul de los dos apoya sobre la superficie de discontinuidad y cul descansa sobre la misma.

A la hora de considerar los movimientos de los bloques rocosos alrededor del plano de falla es conveniente cuantificarlos a fin de obtener una informacin precisa y de potencial utilidad para el anlisis de distintos problemas de campo. Para ello hemos de definir, a continuacin, algunos conceptos importantes.

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Figura 50. Falla desplazando un plano de referencia. A la izquierda, A) Separacin, B) Separacin

en direccin; C) Separacin segn el buzamiento; A la derecha, diferentes orientaciones de la separacin: 1) inversa-sinistra; 2) sinistra; 3) normal-sinistra; 4) normal; 5) normal-dextra. Fuente: Ragan, D.M. (1973) Structural Geology. An introduction to Geometrical Techniques, 2 Ed.; John

Wiley & Sons, 208 pp.

Figura 51. Terminologa de los saltos de falla. Salto neto o total (sn); salto horizontal o en

direccin (sd); salto normal o segn el buzamiento (sb). Observar que sd pertenece tanto a la horizontal como al plano de falla mientras que sb y sn pertenecen tan solo al plano de falla. La

componente del salto neto proyectado sobre la horizontal recibe el nombre de salto neto proyectado (snp). A su vez, la componente vertical del salto segn el buzamiento, recibe el

nombre de salto vertical (sv), mientras que si se proyecta sobre la horizontal es entonces el salto normal proyectado (sbp). Los puntos P y P se encontraban superpuestos antes de que la falla

actuara. Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Ed. Omega, 518 pp.

Figura 52. Igual situacin a la de la figura anterior pero con un estrato dislocado por efecto del juego de la falla. El desencajado de un rasgo geolgico por parte de una falla puede ser medido

paralelamente a la direccin de buzamiento de la falla (es decir, perpendicularmente a la direccin de capa de la falla), lo que da la separacin vertical aparente (sv) la separacin en buzamiento (a) y la separacin horizontal (sh). Tambin puede ser determinado paralelamente a la direccin

de capa de la falla (separacin horizontal o en direccin (b). Fuente: Hobbs, B.E., Means, W.D. y Williams, P.F. (1981) Geologa Estructural; Omega, 518 pp.

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Falla (Fault). Superficie de discontinuidad deformacional a lo largo de la cual hay evidencias de que se ha producido el desplazamiento apreciable de las masas rocosas que la flanquean. El plano de falla es la propia superficie de la falla. La notacin que se utiliza para indicar la orientacin de los planos de falla es igual que para el resto de planos geolgicos. Se denomina espejo de falla a la superficie pulimentada que se puede identificar sobre el terreno como correspondiente al plano de una falla, pudiendo presentar estras o rayas que evidencian la direccin y, a veces, el sentido del desplazamiento de los bloques.

Bloque o labios de la falla (Fault walls). Conjunto de materiales situados a cada lado del plano de falla. Los bloques o labios de falla se adjetivan de acuerdo a su posicin respecto del plano de falla: bloque o labio superior (hanging wall) cuando estn por encima del mismo y bloque o labio inferior (foot wall) cuando est por debajo. Tambin se denomina bloque o labio levantado y bloque o labio hundido al conjunto de materiales que ha experimentado un movimiento relativo ascendente y descendente, respectivamente, de cada lado del plano de falla.

Separacin (Separation). Distancia entre las dos trazas de un plano desplazado por una falla, medida en el plano de falla. La separacin en direccin (strike separation) es la componente de la separacin medida paralelamente a la direccin de capa de la falla. La separacin en buzamiento (dip separation) es la componente de la separacin medida en el plano de falla perpendicularmente al rumbo de la falla. Otra medida del desplazamiento es la separacin estratigrfica, que es la mnima distancia entre los dos planos desplazados por una falla, la cual se mide perpendicularmente a los mismos y no est necesariamente contenida en el plano de falla.

Salto (Slip). Movimiento relativo sobre un plano de falla, medido desde un bloque de la falla hasta el otro. Los movimientos de los bloques alrededor del plano de falla pueden referirse de varias formas:

o Salto total, neto o real (net slip) representa la distancia de separacin mnima entre dos puntos del plano de falla que, antes de actuar la falla, eran adyacentes.

o Salto horizontal (strike slip) es la componente horizontal del salto real, medida en el plano de falla y paralelamente a su rumbo.